基因工程复习陈第2课时课件

1、基因工程复习陈第2课时基因工程复习课基因工程复习课(第二课时第二课时) 复习内容：复习内容：1.3 基因工程的应用、基因工程的应用、 1.4蛋白质工程蛋白质工程基因工程复习陈第2课时学习目标学习目标 通过复习能够举例说出基因工程应用方面的成果，能够识记基因诊断与基因治疗的原理和基因诊断与基因治疗的原理和应用应用通过复习能够通过复习能够记住记住蛋白质工程的目的、原理和蛋白质工程的目的、原理和操作程序，并对基因工程和蛋白质工程操作程序，并对基因工程和蛋白质工程作分析比较作分析比较基因工程复习陈第2课时尝试总结：尝试总结：两者的组成成分及结构基本相同两者的组成成分及结构基本相同目的基因通过转录和翻译

2、表达遗传信息目的基因通过转录和翻译表达遗传信息生物共用一套遗传密码生物共用一套遗传密码基因重组基因重组一、基因工程相关原理一、基因工程相关原理基因工程复习陈第2课时基因工程的应用基因工程的应用 基础梳理1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的_。2.动物基因工程：提高动物生长速度、改善畜产品品质、用转基因动物生产_。3.基因治疗：_导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。把正常的外源基因把正常的外源基因品质品质药物药物基因工程复习陈第2课时归纳整合一、基因诊断与基因治疗一、基因诊断与基因治疗1.1.基因诊断基因诊断(1)(1)原理：原理：DNADNA分子杂交。分子杂交

3、。(2)(2)过程：制备用放射性同位素（如过程：制备用放射性同位素（如3232P P）、荧光分子等标）、荧光分子等标记的记的DNADNA（患者（患者DNADNA）分子作探针；将待测）分子作探针；将待测DNADNA制成单链；制成单链；让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患有让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患有此病，否则不患此病。此病，否则不患此病。2.2.基因治疗基因治疗(1)(1)原理：把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，原理：把正常的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到治疗疾病的目的。病人细胞中既有缺陷基因，也有达到治疗疾病的目的。病人细胞中既有缺陷基因，也有正常基因

4、。正常基因。基因工程复习陈第2课时(2)方法：体外基因治疗和体内基因治疗。方法：体外基因治疗和体内基因治疗。(3)体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，进体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的行培养，然后在体外完成基因转移，再筛选成功转移的细胞扩增培养，最后重新输入患者体内，这种方法叫做细胞扩增培养，最后重新输入患者体内，这种方法叫做体外基因治疗。体外基因治疗。(4)体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治体内基因治疗：直接向人体组织细胞中转移基因的治疗方法叫做体内基因治疗。疗方法叫做体内基因治疗。 举例：基因治疗的过程（以镰

5、刀型细胞贫血症的治疗为举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）例）基因工程复习陈第2课时举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）举例：基因治疗的过程（以镰刀型细胞贫血症的治疗为例）步骤步骤过程过程获取正常的血红获取正常的血红蛋白基因蛋白基因用限制性核酸内切酶从人的用限制性核酸内切酶从人的DNA分子分子中切取血红蛋白基因中切取血红蛋白基因形成重组运载体形成重组运载体用同一种限制性核酸内切酶在运载体用同一种限制性核酸内切酶在运载体DNA上切开一个切口，用上切开一个切口，用DNA连接酶连接酶将正常血红蛋白基因连接在运载体将正常血红蛋白基因连接在运载体DNA上，形成重组运载体上

6、，形成重组运载体重组运载体的转重组运载体的转化与筛选化与筛选将携带正常血红蛋白基因的重组运载将携带正常血红蛋白基因的重组运载体导入患者的造血干细胞中，并将重体导入患者的造血干细胞中，并将重组运载体插入到染色体。用选择培养组运载体插入到染色体。用选择培养基筛选出含重组质粒的造血干细胞基筛选出含重组质粒的造血干细胞基因工程复习陈第2课时步骤步骤过程过程将含正常血红蛋将含正常血红蛋白基因的造血干白基因的造血干细胞回输给患者细胞回输给患者骨髓骨髓将携带正常血红蛋白基因的造血干细将携带正常血红蛋白基因的造血干细胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产胞输入患者骨髓中，此造血干细胞产生含正常血红蛋白的红细胞，以根

7、治生含正常血红蛋白的红细胞，以根治镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症结果：健康的基因表达掩盖了缺陷基因的表达。结果：健康的基因表达掩盖了缺陷基因的表达。基因工程复习陈第2课时说明说明 ：对于遗传病的治疗，最根本的方法是进行基因替：对于遗传病的治疗，最根本的方法是进行基因替换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，换或修复。基因治疗的最佳时期理论上是受精卵时期，这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实这样可以使个体的每个细胞都含有正常基因，但在现实生活中是不可能的，因为不可能人人都在受精卵时期进生活中是不可能的，因为不可能人人都在受精卵时期进行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因

8、替换，行基因检查。其次是对患者进行相关细胞的基因替换，如对于遗传性糖尿病患者，只对胰岛如对于遗传性糖尿病患者，只对胰岛B B细胞进行基因替换，细胞进行基因替换，该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗。但这种该个体就能正常分泌胰岛素，糖尿病得以治疗。但这种局部细胞的基因替换，并没有改变其他部位细胞的基因，局部细胞的基因替换，并没有改变其他部位细胞的基因，如精原细胞等，因此，患者的后代很可能还会患遗传性如精原细胞等，因此，患者的后代很可能还会患遗传性糖尿病。糖尿病。基因工程复习陈第2课时二、二、 植物基因工程与动物基因工程的成果植物基因工程与动物基因工程的成果外源基因类型及举例外源基因类型及举例

9、成果举例成果举例抗虫转基抗虫转基因植物因植物抗虫基因：抗虫基因：Bt毒蛋白基毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因淀粉酶抑制剂基因抗虫水稻、抗虫棉、抗虫水稻、抗虫棉、抗虫玉米抗虫玉米抗病转基抗病转基因植物因植物抗病毒基因：病毒外壳抗病毒基因：病毒外壳蛋白基因、病毒的复制蛋白基因、病毒的复制酶基因抗真菌基因：几酶基因抗真菌基因：几丁质酶基因丁质酶基因抗病毒烟草、抗病毒抗病毒烟草、抗病毒小麦、抗病毒番茄、小麦、抗病毒番茄、抗病毒甜椒抗病毒甜椒抗逆转基抗逆转基因植物因植物抗逆基因：渗透压调节抗逆基因：渗透压调节基因、抗冻蛋白基因、基因、抗冻蛋白基因、抗除草剂基因抗除草剂

10、基因抗盐碱和抗干旱的烟抗盐碱和抗干旱的烟草、抗寒番茄、抗除草、抗寒番茄、抗除草剂的大豆和玉米草剂的大豆和玉米基因工程复习陈第2课时外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例改良品质的改良品质的转基因植物转基因植物优良性状基因：提高必优良性状基因：提高必需氨基酸含量的蛋白质需氨基酸含量的蛋白质编码基因、控制番茄成编码基因、控制番茄成熟的基因、与花青素代熟的基因、与花青素代谢有关的基因谢有关的基因高赖氨酸玉米、高赖氨酸玉米、耐储存番茄、新耐储存番茄、新花色矮牵牛花色矮牵牛提高生长速提高生长速度的转基因度的转基因动物动物外源生长激素基因外源生长激素基因转基因绵羊、转转基因绵羊、转基因鲤鱼基

11、因鲤鱼改善畜产品改善畜产品品质的转基品质的转基因动物因动物肠乳糖酶基因肠乳糖酶基因乳汁中含乳糖较乳汁中含乳糖较少的转基因少的转基因基因工程复习陈第2课时外源基因类型及举例外源基因类型及举例成果举例成果举例生产药物的生产药物的转基因转基因动物药用蛋白基因动物药用蛋白基因+乳腺乳腺蛋白基因的启动子等调蛋白基因的启动子等调控组件控组件转基因动物具有转基因动物具有乳腺生物反应器乳腺生物反应器作器官转移作器官转移植供体的转植供体的转基因动物基因动物将外源的抗原决定基因将外源的抗原决定基因表达的调节因子导入到表达的调节因子导入到器官供体基因组或除去器官供体基因组或除去供体的抗原决定基因供体的抗原决定基因无

12、免疫排斥反应无免疫排斥反应的转基因猪的转基因猪 基因工程复习陈第2课时跟踪训练跟踪训练（2009 年安徽卷）年安徽卷）2008年诺贝尔化学奖授予了年诺贝尔化学奖授予了“发现和发现和发展了水母绿色荧光蛋白发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因，再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质再将该融合基因转入真核生物细胞内，表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是（用是（ ）A.追踪目的基因在

13、细胞内的复制过程追踪目的基因在细胞内的复制过程B.追踪目的基因插入到染色体上的位置追踪目的基因插入到染色体上的位置C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构追踪目的基因编码的蛋白质的空间结构C基因工程复习陈第2课时基础梳理蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过的关系作为基础，通过_或或_，对现，对现有蛋白质进行有蛋白质进行_，或制造一种，或制造一种_，以，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只满足人类的生产和生活的需求。（基因工程

14、在原则上只能生产能生产_的蛋白质）的蛋白质）蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起 自然界已存在自然界已存在 基因修饰基因修饰基因合成基因合成改造改造新的蛋白质新的蛋白质基因工程复习陈第2课时归纳整合一、蛋白质工程一、蛋白质工程1.1.蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自蛋白质工程的目的：生产符合人们生活需要的并非自然界已存在的蛋白质。然界已存在的蛋白质。2.2.蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的基本原理蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定要求，蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定要求，对蛋白质基本结构进行分子设计。由于基因决定蛋白质，对蛋白质基本结构进行分子设计。由于基因决

15、定蛋白质，因此，要对蛋白质结构进行设计改造，还必须从基因入因此，要对蛋白质结构进行设计改造，还必须从基因入手。手。3.3.蛋白质工程的流程图蛋白质工程的流程图预期功能预期功能蛋白质三维结构蛋白质三维结构氨基酸序列（多肽链）氨基酸序列（多肽链）基因基因具有预期功能的蛋白质具有预期功能的蛋白质基因工程复习陈第2课时项目项目基因工程基因工程蛋白质工程蛋白质工程操作环境操作环境生物体外生物体外生物体外生物体外操作对象操作对象基因基因基因基因操作水平操作水平DNA分子水平分子水平DNA分子水平分子水平基本过程基本过程剪切剪切拼接拼接导入导入表达表达确定蛋白质功能确定蛋白质功能应有的高级结构应有的高级结构

16、应具备的折叠状态应具备的折叠状态应有的氨基酸序应有的氨基酸序列列应有的碱基序应有的碱基序列列改造的蛋白质改造的蛋白质二、基因工程和蛋白质工程的比较二、基因工程和蛋白质工程的比较基因工程复习陈第2课时跟踪训练科学家将科学家将干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，干扰素基因进行定点突变导入大肠杆菌表达，使干扰素第使干扰素第17位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提位的半胱氨酸改变成丝氨酸，结果大大提高高干干扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，扰素的抗病性活性，并且提高了储存稳定性，该生物技术为（该生物技术为（ ）A.基因工程基因工程 B.蛋白质工程蛋白质工程C.基因突变基因突变 D.细胞工程细

17、胞工程B基因工程复习陈第2课时基因工程复习陈第2课时基因工程复习陈第2课时热点训练继哺乳动物乳腺发生器研发成功后，膀胱生物发生器的研究也取得了一定进展。最近，科学家培养出一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中。请回答：（1）将人的生长激素基因导入小鼠受体细胞，常用方法是_。（ 2 ） 进 行 基 因 转 移 是 ： 通 常 要 将 外 源 基 因 转 入_中，原因是_。（3）通常采用_技术检测外源基因是否插入了小鼠的基因组。基因工程复习陈第2课时（4）在研制膀胱生物反应器时，应使外源基因在小鼠的_细胞中特异性表达。（5）为使外源基因在后代中长期保存，可将转基因小鼠细胞

18、的_转入_细胞中构成重组细胞，使其发育成与供体具有相同性状的个体。该技术称为_。基因工程复习陈第2课时答案答案：（1）显微注射 （2）受精卵（早期胚胎）；受精卵（或早期胚胎）具有全能性，可使外源基因在相应组织细胞表达 （3）DNA分子杂交 （4）膀胱上皮 （5）细胞核 去核的卵 核移植（或克隆）基因工程复习陈第2课时1. . 下列关于基因治疗的说法正确的下列关于基因治疗的说法正确的是是 ( ) ( )A A基因治疗能治疗所有的遗传病基因治疗能治疗所有的遗传病B B基因治疗的主要方法是让患者口基因治疗的主要方法是让患者口服一些健康的外源基因服一些健康的外源基因C C基因治疗的主要原理是引入健康基

19、因治疗的主要原理是引入健康基因修复患者的基因缺陷基因修复患者的基因缺陷D D基因治疗在发达国家已成为一种基因治疗在发达国家已成为一种常用的临床治疗手段常用的临床治疗手段 C课堂练习基因工程复习陈第2课时2、利用、利用PCR技术，把一条双链技术，把一条双链DNA分子当作第一代，分子当作第一代，经过经过3次循环，在第四代次循环，在第四代DNA分子中，有几条第一代的分子中，有几条第一代的脱氧核苷酸的长链（脱氧核苷酸的长链（ ） A2 B4 C8 D16 A基因工程复习陈第2课时基因工程复习陈第2课时蛋白质工程的崛起蛋白质工程的崛起蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是（ ）A、氨基酸结构 B、蛋白质空间结构 C、肽链结构 D、基因结构【解析】 蛋白质工程是指以蛋白质分子结构规律及其与生物功能的关系为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产或